Linux集群架构

18.1 集群介绍

根据功能划分为两大类：高可用和负载均衡  

高可用集群一般为两台服务器，一台工做，另一台做为冗余，当提供服务的机器宕机，冗余将接替继续提供服务  

实现高可用的开源软件有：heartbeat、keepalived  

负载均衡集群，须要有一台服务器做为分发器，它负责把用户的请求分发给后端的服务器处理，在这个集群里，除了分发器外，就是给用户提供服务的服务器了，这些服务器数量至少为2

实现负载均衡的开源软件有LVS、keepalived、haproxy、nginx，商业的有F五、Netscaler

18.2 keepalived介绍

在这里咱们使用keepalived来实现高可用集群，由于heartbeat在centos6上有一些问题，影响实验效果  

keepalived经过VRRP（Virtual Router Redundancy Protocl）来实现高可用。  

在这个协议里会将多台功能相同的路由器组成一个小组，这个小组里会有1个master角色和N（N>=1）个backup角色。  

master会经过组播的形式向各个backup发送VRRP协议的数据包，当backup收不到master发来的VRRP数据包时，就会认为master宕机了。此时就须要根据各个backup的优先级来决定谁成为新的mater。  

Keepalived要有三个模块，分别是core、check和vrrp。其中core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析，check模块负责健康检查，vrrp模块是来实现VRRP协议的。

18.3/18.4/18.5 用keepalived配置高可用集群

准备两台机器120和123，120做为master，123做为backup  

两台机器都执行yum install -y keepalived  两台机器都安装nginx，其中120上已经编译安装过nginx，123上须要yum安装nginx: yum install -y nginx  设定vip为100  

编辑120上keepalived配置文件#vim /etc/keepalived/keepalived.conf：

global_defs {
   notification_email {
     zhangjin@linux.com
   }
   notification_email_from root@linux.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_nginx {
    script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"
    interval 3
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass zhangjin>com
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.6.100
    }

    track_script {
        chk_nginx
    }

}

120编辑监控脚本:#vim /usr/local/sbin/check_ng.sh，内容以下：

#!/bin/bash
#时间变量，用于记录日志
d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
#计算nginx进程数量
n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
#若是进程为0，则启动nginx，而且再次检测nginx进程数量，
#若是还为0，说明nginx没法启动，此时须要关闭keepalived
if [ $n -eq "0" ]; then
        /etc/init.d/nginx start
        n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
        if [ $n2 -eq "0"  ]; then
                echo "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
                systemctl stop keepalived
        fi
fi

保存后，再赋予x权限：

#chmod a+x /usr/local/sbin/check_ng.sh

而后启动master上的keepalived（若是没有启动Nginx，它会帮咱们自动拉起来，并监听VIP）。

systemctl start  keepalived

查看IP：

#ip add

再看Nginx服务是否已经启动：

#ps aux | grep nginx

下面再继续配置backup，编辑配置文件：#vim /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {
   notification_email {
     zhangjin@linux.com
   }
   notification_email_from root@linux.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_nginx {
    script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"
    interval 3
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass zhangjin>com
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.6.100
    }

    track_script {
        chk_nginx
    }

}

再来编辑监控脚本：

#vim /usr/local/sbin/check_ng.sh,内容以下：

#时间变量，用于记录日志
d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
#计算nginx进程数量
n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
#若是进程为0，则启动nginx，而且再次检测nginx进程数量，
#若是还为0，说明nginx没法启动，此时须要关闭keepalived
if [ $n -eq "0" ]; then
        systemctl start nginx
        n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
        if [ $n2 -eq "0"  ]; then
                echo "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
                systemctl stop keepalived
        fi
fi

赋予x权限：

#chmod a+x /usr/local/sbin/check_ng.sh

下面来进行测试下：

测试一、关闭master(120)上的nginx服务

能够看到，关闭了nginx服务后，一会又自动启动起来了。查看日志文件也是如此：

测试二、把master（120）上的keepalived服务关掉：

#systemctl stop keepalived

而后直接访问VIP，来判断VIP在哪里：

能够看到VIP已经到了slave（123）上，再把master(120)的keepalived服务开启：

此时VIP又回到了master(120)上。

18.6 负载均衡集群介绍

主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx等  

其中LVS属于4层（网络OSI 7层模型），nginx属于7层，haproxy既能够认为是4层，也能够当作7层使用  

keepalived的负载均衡功能其实就是lvs  

lvs这种4层的负载均衡是能够分发除80外的其余端口通讯的，好比MySQL的，而nginx仅仅支持http，https，mail，haproxy也支持MySQL这种  

相比较来讲，LVS这种4层的更稳定，能承受更多的请求，而nginx这种7层的更加灵活，能实现更多的个性化需求

18.7 LVS介绍

LVS是由国人章文嵩开发  

流行度不亚于apache的httpd，基于TCP/IP作的路由和转发，稳定性和效率很高  LVS最新版本基于Linux内核2.6，有好多年不更新了  

LVS有三种常见的模式：NAT、DR、IP Tunnel  

LVS架构中有一个核心角色叫作分发器（Load balance），它用来分发用户的请求，还有诸多处理用户请求的服务器（Real Server，简称rs）

18.8 LVS调度算法

轮询 Round-Robin  rr  

加权轮询 Weight Round-Robin wrr  

最小链接 Least-Connection lc  

加权最小链接 Weight Least-Connection wlc  

基于局部性的最小链接 Locality-Based Least Connections lblc  

带复制的基于局部性最小链接 Locality-Based Least Connections with Replication  lblcr  

目标地址散列调度 Destination Hashing dh  

源地址散列调度 Source Hashing  sh

18.9/18.10 LVS NAT模式搭建

一、准备工做：

三台机器  

分发器，也叫调度器（简写为dir）  

内网：6.120，外网：142.147（vmware仅主机模式）  

rs1  内网：6.123，设置网关为6.120  

rs2  内网：6.124，设置网关为6.120  

三台机器上都执行执行  

systemctl stop firewalld; systemctl disable firewalld  

systemctl start  iptables-services; iptables -F; service iptables save 

 

在dir上安装ipvsadm
yum install -y ipvsdam
在dir上编写脚本vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh//内容以下:

#! /bin/bash
# director 服务器上开启路由转发功能
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# 关闭icmp的重定向
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
# 注意区分网卡名字，这里的两个网卡分别为ens33和ens37
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects
# director 设置nat防火墙
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.6.0/24  -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s wlc -p 300
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.6.123:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.6.124:80 -m -w 1